Recuperare energia dai treni?

[Miguelon]

Questa mattina in ufficio è arrivata la consueta newsletter di GreenMe e trovo un articolo che mi colpisce: http://www.greenme.it/index.php?option=com_content&view=article&id=5897&Itemid=312.

Parla di 5 progetti (più o meno concreti) per ricavare, o recuperare, un po' di energia dal movimento dei treni.

Fantasia o realtà? Chiedo aiuto agli ingegneri del forum.

[midlander]

la 1 e la 4 sono la stessa cosa, e hanno senso se c'è convenienza economica. la 3 è il principio del kers della formula 1 e merita di essere studiato. la 2 e la 5 non sono risparmi di energia ma solo trasferimenti: l'aggiunta di piezoelettrici e di ventole nei posti di passaggio del treno aumentano l'attrito; l'energia "recuperata" va a spese di maggiore consumo di energia da parte del treno.

comunque pls chiamiamo il thread come "risparmiare" o "recuperare" energia dei treni, visto che il treno è una fonte di consumo e non di produzione di energia. La seconda della termodinamica si chiama legge per un motivo.

[GLM]

che delle ventole attaccate al treno comportino maggiore attrito alla marcia è ovvio. ma che ventole messe nei paraggi del treno aumentino l'attrito che ci sarebbe se intorno al treno non ci fosse nulla mi suona strano: come si spiega?

[S-Bahn]

Se fossero ad una distanza dal treno tale da non interferire con i flussi spostati dal treno stesso e non introdurre turbolenze che si riperquotono sulla marcia del treno allora effettivamente il treno per circolare non consumerebbe di più, o comunque sarebbero differenze non percepibili, ma per dirla tutta è "non percepibile" anche la quantità irrisoria di corrente che si produce con questi metodi folcloristici. Pochi watt nei pochi secondi in cui arriva la soffiata. Non valgonono nemmeno le viti delle staffe che tengono le ventole. E' fumo negli occhi prodotto con tutte le possibili motivazioni tranne che il risparmio energetico.

Il prinicipale ruolo che il treno ha nel risparmio energetico non sono le barzellette dell'articolo ma il fatto che è una delle scelte modali per passeggeri e merci che consumano meno energia.
Poi il treno stesso può essere più efficiente se riduce il peso delle carrozze e se aumenta l'efficienza dei motori, cosa che sta già avvenendo da anni con gli azionamenti elettronici e i motori trifase. In più si può fare il recupero di energia in frenata, e questo vale quasi esclusivamente per le metropoltane e per le suburbuane e tecnicamente si può fare in due modi. Rimandando in linea la corrente prodotta in fase di frenatura (ma non è così semplice e le sottostazioni devono essere compatibili) oppure immagazzinandola a bordo, ma questo richiede aumento di costi e pesi su cui va fatto un bilancio energetico. Promettente l'uso dei supercapacitori o come diavolo bisogna chiamarli.

[fra74]

@midlander: due cose, il punto 3 come detto già ampiamente da S-Bahn non è altro che il recupero in frenata ed è già ampiamente studiato (e applicato) da mezzo secolo. I primi studi in italia se non sbaglio risalgono ai tempi della ferrovia intra-premeno

Altra cosa: le "leggi" della termodinamica non sono leggi ma principi o assiomi. Sono sostanzialmente assunzioni fatte in base ad osservazioni sperimentali che non possono essere smentite da altre leggi ma che potrebbero essere smentite, almeno in toeria, dalle osservazioni sperimentali. é lo stesso per le "leggi" della dinamica

[S-Bahn]

Aggiungo che la ferrovia energeticamente perfetta ce l'avevamo cent'anni fa. Era il trifase sul valico ligure. Il treno che scendeva "tirava su" il treno che si inerpicava sul valico.
Il tifase per questo era perfetto ma aveva tante e tali limitazioni che è stato poi abbandonato.

[ing]

Chi ricorda il gassogeno umano?

[midlander]

Altra cosa: le "leggi" della termodinamica non sono leggi ma principi o assiomi. Sono sostanzialmente assunzioni fatte in base ad osservazioni sperimentali che non possono essere smentite da altre leggi ma che potrebbero essere smentite, almeno in toeria, dalle osservazioni sperimentali. é lo stesso per le "leggi" della dinamica

ennò eh, ci mancava giusto quello che non possiamo modificare le leggi della termodinamica per colpa della costituzione!

(lo so perfettamente, ma il giorno che inventeremo il moto perpetuo, la notizia farà un botto che altro che il tunnel per i neutrini. di sicuro non saranno due girandole dove passa un treno a rivoluzionare la fisica).

@sbahn: visto gli schemi della trifase, sono deliziosi, ma immagino quanti guai procurassero, oltre la banale osservazione che pagare un terzo filo a inizio secolo non doveva essere proprio indifferente.

[S-Bahn]

In realtà erano due i fili il terzo polo penso che vivesse per differenza, ma non sono un esperto di trifase.
Il limite gorsso era che le velocità economiche, in pratica le velocità obbligate e sincrone con la rete, erano pochissime e il loro aumento portava a complicazioni meccaniche incredibili. E' questo che ha decretato la fine del trifase.

[O 303]

Bello Bello, mi intrigano molto i sistemi di recupero dell'energia!
Ma bisogna parlare di recupero vero, cioè dell'utilizzo di quel "di più" di energia che è sviluppato da un sistema, non di quell'energia che serve a mettere in moto il sistema stesso !!!
A Stoccolma, è vero, si utilizza l'energia termica prodotta da una stazione per riscaldare un edificio, ma non è solo l'energia termica che deriva dal movimento e dalle perdite termiche dei motori dei treni. Sembra banale, ma la maggior parte di questa energia è... umana! Gli esseri umani sono elementi in movimento a 36° circa, tanti di questi elementi, in movimento, creano l'agitazione termica occorrente. Quindi, a tal proposito posso dire che l'articolo è abbastanza impreciso (come peraltro già altri avevano detto).
Non è facile recuperare l'energia che va perduta da un sistema, parliamo anche della frenatura e del potenziale recupero dell'energia cinetica... Quanti sanno che cos'è il peso frenato? Penso che in un forum come questo dovrebbero essere abbastanza. Ma, per chi non lo sapesse, mi permetto di ricordare che il peso frenato è minore del peso reale (calcolato dalla massa). Il peso frenato, giusto chiamarlo peso perchè è una forza, è la forza frenante che agisce sul singolo rotabile. Questo accade perchè una catena di veicoli deve sempre rimanere in trazione, ovvero, in compressione (con elementi motrici in spinta anzichè in traino) per evitare la formazione di forze di tipo impulsivo nelle giunture, ancor più brutalmente parlando, per non rompere i ganci! Ne consegue che la motrice, sia in traino sia in spinta, frena di meno. E la frenata è progressiva, fino all'ultimo vagone (il primo in caso di spinta) che è quello che frena di più di tutti. Il risultato è che mettere in linea l'energia di un convoglio al massimo può equivalere a rimettere in linea, attraverso il pantografo, il 90% dell'energia cinetica della sola motrice. Certo, meglio che niente, ...ma conviene? Sarà forse per questo che non si fa?
Ora però voglio anche spezzare una lancia nei confronti di chi pensa e si scervella per tentare il recupero di almeno una parte di queste enormi quantità di energia in gioco, enormi perchè parliamo di tutti i convogli che ogni giorno girano per le varie Nazioni... Il lavoro fisico effettuato lungo un percorso chiuso è nullo. Significa che se io faccio un treno Milano - Ventimiglia e poi lo faccio ritornare a Milano, il lavoro fisico che ha compiuto durante questo percorso è zero. Quindi l'energia che io ho consumato per questa tratta sarebbe andata a scaldare il nostro già troppo caldo pianeta nella stragrande maggioranza della sua parte. È ovvio domandarsi in che modo recuperarne almeno una parte.
Che ne dite?

[S-Bahn]

Dico che la sostanza è molto semplice, anche se la tecnolgia non è banale.
Si tratta di recuperare in frenatura (il peso frenato sarà importante ma c'entra nulla con il recupero d'energia) l'energia cinetica accumulata durante la marcia per poi restituirla al treno stesso (o a un altro treno) in fase di ripartenza per diminuire i consumi totali.

Quanto al calore dei treni e delle persone per scaldare i palazzi e altre frivole amenità del genere ricordo che un essere umano adulto a riposo consuma (e dissipa) circa 100 watt che salgono di alcune volte sotto sforzo.

[O 303]

Si, con sistemi elettronici che frenano di più il vagone opposto alla motrice puoi fare a meno di considerare il peso frenato...
E devi mettere un alternatore su ogni vagone, almeno.
Altrimenti il peso frenato incide eccome: incide nella misura che al massimo puoi recuperare l'energia cinetica della motrice. Non altro.

[S-Bahn]

Ma non c'entra nulla. Un treno da 1000 tonnellate che marcia a 100 Km/h ha una certa energia cinetica. Si tratta di recuperarla nella maggior percentuale possibile (senza complicare all'eccesso treni e impianti) nel momento in cui questo treno lo si deve fermare. Punto.
Che venga frenato con qualunque configurazione di peso frenato nulla importa da questo punto di vista e l'energia cinetica in questione non cambia.
Il peso frenato è un particolare tecnico che ha a che fare col tipo di freno che la tecnolgia mette a disposizione e con la necessità di avere un controllo del comportamento del treno dalla testa alla coda, ma inserirlo come argomento centrale, o comunque importante, nella frenatura con recuopero di energia second me porta solo fuori tema, dove la sostanza è quello di non avere una frenata dissipativa (freni ad attrito) ma una frenata che consenta di trasformare i motori in generatori e quindi di rimandare questa energia elettrica prodotta in linea (perchè in contemporanea qualcuno la possa utilizzare) oppure immagazzinarla a bordo per poi riusarla alla successiva ripartenza.

[O 303]

Perchè, scusa? Se io devo frenare un treno da 1000 tonnellate o da 2000 tonnellate, se agisco sulla motrice (perchè è solo lì che si trovano già i motori da invertire ed è solo lì che si trovano i pantografi) freno solo la motrice.
Non è che se ho dieci o venti vagoni mi serve più energia per frenare la stessa motrice, a meno che non vadano a velocità diverse, ma questo è un altro discorso...

[Federico_2]

Non è che se usi la FE allora freni solo la motrice. premesso che oggi si usano elettrotreni e quindi ogni veicolo ha il carrello motore, se vuoi frenare con FE della motrice, per forza di cose recuperi l'energia anche dei veicoli rimorchiati. Non è che quando acceleri, dai energia cinetica solo alla motrice...